第一章 緒論
第四節 太陽能光電板與建築物帷幕牆隔熱性能比
動機與目的：由於建築物現行裝設太陽能光電板之行為，大多於建築物 興建完成後，再加裝於屋頂，造成建築成本增加。所以本研究探討太陽 能光電板結合建築物外殼帷幕牆之可行性，先針對建築法令，尤其是節 能法令探討，以免違背節能本意。
說明：根據建築技術規則 45-5 條所示，建築物外殼之外牆不透光部分 之平均熱傳透率 U 值，應低於 3.5 瓦/平方公尺‧度之基準值。
測試：依據熱導實驗方法來測試太陽能光電板之熱導性能，得到熱傳導 係數 K 值為 0.54W/m k，熱透過率 U 值為 1.9W/㎡ k。
綜合評價：
部 位 構 造 構造厚度及說明 熱傳透率 U （W/㎡ k）
玻璃 6mm 普通單層玻璃 6.16
透光
部分 玻璃 6mm＋6mm 普通雙層玻璃 3.23
RC 牆 12 公分厚 RC 3.78
磚牆 1B 紅磚 2.14
預鑄板牆 輕質混凝土，厚度 10 公
分，外貼磁磚 3.29
玻璃帷幕牆 8mm 玻璃，背襯 1cm 石棉板
及 1.8cm 合板 2.25
鋁金屬帷幕牆 2.2mm 鋁板，背襯 3cm 玻璃
棉及 1.2cm 石膏板 0.90 不透光
部分
太陽能光電板 單晶太陽能光電板 1.95
結果：太陽能光電板熱透過率 U 值為 1.9W/㎡ k，一般低於 2.5 W/㎡ k 均可算是好的隔熱材，且符合法令要求 3.5 瓦/平方公尺‧度以下之基 準值。所以單從隔熱性能而言，太陽能光電板若成為外牆的材料之一，
並無違背外殼節能之本意。
第四章 太陽能光電系統資料蒐集與分析
本研究有以下之工作項目：
A. 遮陽板部分
1. 收集分析設備館設置遮陽板前、後之室內氣溫變化。
2. 收集分析設備館設置遮陽板前、後室內之空調用電瓦特數變 化。
B. 太陽能光電板部分
1. 分析比較不同材質太陽電池，在環境變動下效益的高低。
2. 分析比較相同環境下，太陽光以直射與輻射的方式，其效益的 高低。
3. 分析系統實際與市電並聯後，其效益如何。
4. 蓄電池備載效益如何。
5. 累積發電量與太陽能電價計算。
圖八. 設備館系統設置圖
第一節 設置遮陽板前、後之氣溫變化
本實驗蒐集裝設太陽能光電板與遮陽板前、後溫度的差異，探討遮 陽效果，達到室內與遮陽處溫度下降，與節省冷氣耗電量。溫溼度感測 計放置於建研所設備館二樓陽台，不受陽光直射與不受雨水影響處。
2003 年與 2004 年氣溫與降雨量並非一致，透過氣象局年度氣溫資 料[附錄三]，做以下表格供以修正比對：
2003 年 08 月 2004 年 08 月 項目
氣溫 氣象局 建研所 氣象局 建研所 最高溫度 34.7℃ 33.8℃ 35.5℃ 33.8℃
平均溫度 29.4℃ 30.8℃ 29.4℃ 28.1℃
2003 年 09 月 2004 年 09 月 項目
氣溫 氣象局 建研所 氣象局 建研所 最高溫度 33.9℃ 32.0℃ 34.7℃ 31.7℃
平均溫度 29.0℃ 29.2℃ 28.2℃ 27.1℃
由上表格比對：
2003 年八月份最高溫差為 0.9℃；2003 年八月份平均溫差為-1.4℃
2003 年九月份最高溫差為 1.9℃；2003 年九月份平均溫差為-0.2℃
2004 年八月份最高溫差為 1.7℃；2004 年八月份平均溫差為 1.3℃
2004 年九月份最高溫差為 3.0℃；2004 年九月份平均溫差為 1.1℃
(溫差計算方式：氣象局溫度扣掉建研所溫度)
裝置光電板與遮陽板後，雖由建研所監測所得兩年度設備館最高溫 度近似，但經由氣象局溫度資料可觀察出裝設遮陽設備後最高溫度的抑 制；平均溫度的部份，由於建研所設置溫濕度計位於建築物旁，建築物 受陽光照射會吸收熱量，無陽光時會慢慢釋放熱量，因此未設置遮陽設 備時，建築物釋放出熱量，使得晚上溫度較氣象局高，造成平均溫度略 高。裝設遮陽設備後，建築物吸收熱量的情況減少，使得平均溫度略為
第二節 設置遮陽板前、後室內之空調用電瓦特數變化
在 4.1 節觀察設置遮陽設備後，溫度變化情況為建築物受陽光照射 吸收熱量減少，會直接影響室內溫度下降。本試驗設置三只數位瓦時 表，觀察設置遮陽設備後 A105 室、A106 室與 A107 室冷氣耗電量變化情 形。冷氣耗電量資料擷取範圍為工作天每日九點至十七點為止，計算每 日平均耗電量，假設每月有二十二個工作天計算，推算一個月冷氣耗電 量。
2003 年與 2004 年綜合耗電量為三個辦公室加總，節能效益計算方 式為：節能效益=(節省瓦特數/2003 年綜合耗電量)*100%。
「表 4」空調耗電表
2003 年 2004 年 八月份
項目
平 均 每 日 耗 電 量(kWh)
總 耗 電 量 (kWh)
平 均 每 日 耗 電 量(kWh)
總 耗 電 量 (kWh)
A105 室 18.18 400.40 16.50 363.10 A106 室 18.96 417.05 16.97 373.34 A107 室 20.57 416.64 18.93 416.64 綜 合 總 耗 電
量(kWh)
1269.71 1153.08
節能效益(%) 9.19 節 省 瓦 特 數 (kWh)
116.63 備註 假設八月份有 22 個工作天(扣除六、日)
八月份冷氣耗電量對照表
2003 年 2004 年 九月份
項目
平 均 每 日 耗 電 量(kWh)
總 耗 電 量 (kWh)
平 均 每 日 耗 電 量(kWh)
總 耗 電 量 (kWh)
A105 室 19.77 434.59 13.39 294.59 A106 室 18.04 394.93 17.93 394.52 A107 室 20.39 448.48 16.24 357.22 綜 合 總 耗 電
量(kWh)
1280.35 1046.33
節能效益(%) 18.28 節 省 瓦 特 數 (kWh)
234.02 備註 假設九月份有 22 個工作天(扣除六、日)
九月份冷氣耗電量對照表
八月份節能效益為 9.19%，九月份節能效益為 18.28%。以九月份 之節能效益做整年度分析，設備館冷氣耗電實驗地點共 50 坪，每度電 以 2.7 元計算，則一年每坪可省下 151.64 元。設備館一樓、二樓皆為 66.67 坪，冷氣節能量以二十年計算則設備館冷氣份用可節省 404373 元。
第三節 溫度變化下光電板效益分析
本試驗觀察溫度對於不同材質的光電板發電影響程度，且台灣地 區氣候較潮濕，空氣中灰塵受潮的關係落塵量大，灰塵經年累月堆積在 光電板上，除了雨天可達到清潔的功能外，其他時間累積落塵量影響太 陽能光電板之發電量。本實驗為將灑水系統裝置於系統 1-2 與系統 1-3 上，每個禮拜水洗除塵ㄧ次，系統 1-2 與系統 1-3 之光電板架設方式為 大間隔，目的是直接排除污水避免流向下一列光電板。系統 1-1 與系統 1-2 皆為多晶矽，比較系統 1-2 具水洗除塵後之發電效益。系統 1-2(多 晶矽)與系統 1-3(非晶矽)則分析不同材質光電板之發電情形。
「表 5」溫度與發電量表
測試條件(日期：10/01) 系統發電量(kW) 時間 溫度
(℃)
照度 (w/m^2)
系統 1-1 系統 1-2 系統 1-3 系統 2-1 系統 2-2 系統 2-3 系統 3 10:00 29.23 370.83 1.91 1.58 1.43 1.28 1.23 2.02 7.54 11:00 30.22 376.21 1.87 1.50 1.37 1.39 1.27 1.97 7.41 12:00 30.84 368.27 1.87 1.78 1.52 1.39 1.32 1.98 7.77 13:00 31.96 170.26 0.73 0.83 0.75 0.63 0.67 0.70 3.43 14:00 32.78 320.66 0.71 1.35 1.12 1.08 1.10 0.61 5.57 15:00 31.21 86.03 0.23 0.29 0.27 0.25 0.30 0.26 1.33 16:00 30.33 100.72 0.27 0.33 0.30 0.35 0.41 0.34 1.64
溫度與發電量比對
測試條件(日期：10/01) 系統發電量效率(%) 時間 溫度
(℃)
照度 (w/m^2)
系統 1-1 系統 1-2 系統 1-3 系統 2-1 系統 2-2 系統 2-3 系統 3 10:00 29.23 370.83 64.97 53.74 52.96 43.54 41.34 64.13 59.84 11:00 30.22 376.21 63.61 51.02 50.74 47.28 42.69 62.54 58.81 12:00 30.84 368.27 63.27 60.54 56.30 46.94 44.37 62.86 61.67 13:00 31.96 170.26 24.83 28.23 27.78 21.43 22.52 22.22 27.22 14:00 32.78 320.66 24.15 45.92 41.48 36.73 36.97 19.37 44.21 15:00 31.21 86.03 7.82 9.86 10.00 8.50 10.08 8.25 10.56 16:00 30.33 100.72 9.18 11.22 11.11 11.90 13.78 10.79 13.02
溫度與發電量效率比對
本實驗擷取 93 年 10 月 1 日做分析比較，以早上十點至十四點作比 較,系統 1-1、系統 1-2 為多晶矽太陽能光電板、系統 1-3 為非晶矽太陽 能光電板、系統 2-1 為多晶矽太陽能光電板、系統 2-2 為多晶矽加上單 晶矽太陽能光電板、系統 2-3 為單晶矽與系統 3 為單晶矽。
由於架設位置光線受到維修走道遮蔽關係，光電板受光情況不一 致，因此擷取正午時間，光電板可得到較高太陽直射量做分析。溫度與 照度會影響發電量，在 12 點到 14 點間，整個系統中，有水洗除塵之系 統發電情況較佳，而系統 1-2(多晶矽)發電情況較系統 1-3(非晶矽)佳。
第四節 濕度變化下光電板效益分析
「表 6」濕度與發電量表
測試條件 (日期 09/22) 系統發電量(kW) 時間 溼度
(%)
照度 (w/m^2)
系統 1-1 系統 1-2 系統 1-3 系統 2-1 系統 2-2 系統 2-3 系統 3 08:00 72.67 190.50 0.88 0.57 0.59 0.60 0.27 0.60 3.56 09:00 62.75 294.97 1.49 0.84 1.08 0.38 0.19 0.14 5.95 10:00 53.61 385.73 1.84 1.48 1.44 0.46 0.38 0.24 7.64 11:00 62.83 337.03 1.53 1.67 1.27 0.45 0.20 0.30 7.68 12:00 70.05 57.40 0.16 0.23 0.16 0.18 0.22 0.21 0.92 13:00 68.18 97.99 0.29 0.43 0.33 0.33 0.37 0.34 1.76
溼度與發電量比對
測試條件 (日期 09/22) 系統發電量轉換率(%) 時間 溼度
(%)
照度 (w/m^2)
系統 1-1 系統 1-2 系統 1-3 系統 2-1 系統 2-2 系統 2-3 系統 3 08:00 72.67 190.50 29.93 19.39 21.85 20.41 9.08 19.05 28.25 09:00 62.75 294.97 50.68 28.57 40.00 12.93 6.39 4.44 47.22 10:00 53.61 385.73 62.59 50.34 53.33 15.65 12.77 7.62 60.63 11:00 62.83 337.03 52.04 56.80 47.04 15.31 6.72 9.52 60.95 12:00 70.05 57.40 5.44 7.82 5.93 6.12 7.39 6.67 7.30 13:00 68.18 97.99 9.86 14.63 12.22 11.22 12.44 10.79 13.97
溼度與發電量效率比對
本實驗擷取 9/22 日早上八點至十三點間隔一小時紀錄溼度與發電 量，濕度高低與日照和溫度有相對的關係，溫度越高濕度越低，反之亦 然，但是此實驗上，未發現濕度與發電效益之絕對關係。
第五節 市電並聯效益分析
太陽能光電系統，透過變頻器將直流電轉換為交流電，並追蹤到最 大功率點後與市電並聯，本計畫變頻器種類有單相系統與三相系統。系 統一為三組單相變頻器做 Y 接與市電並聯。系統三為一組三相變頻器，
做三相四線制 Y 接與市電並聯。轉換效率都在 90%以上，此試驗的目的 為觀察三組單相構成之三相系統與一組單相系統之轉換效率高低以及 市電並聯效益分析。
「表 7」並聯效益表
太陽能板輸出能量(kWh) 月份 系統 1-1 系統 1-2 系統 1-3
總能量 (kWh)
系統輸出 至市電功率
(kWh)
與市電並聯 效益(%) 五月 183.05 187.80 244.29 615.14 449.94 73.14 六月 136.04 125.83 163.26 425.13 309.69 72.85 七月 119.51 130.45 170.62 420.58 304.77 72.46 八月 151.39 134.86 160.63 446.88 321.09 71.85 九月 185.78 172.27 177.27 535.32 327.90 61.25 十月 242.93 265.82 218.82 727.57 425.23 58.45
月份
太陽能板輸出能量 (kWh)
系統輸出至市電功率 (kWh)
與市電並聯效益(%)
十月 1181.28 780.44 66.07
系統 1 為參組單相雙線式組成，系統 3 為三相三線式，以十月份做市電 並聯效益分析，則三相三線式市電並聯效益較單相雙線式之市電並聯效 益高 7.62%。
第六節 蓄電池備載效益
太陽光電系統中，分為獨立型以及與市電並聯型系統。獨立型太陽 能光電系統，使用蓄電儲存能量，當負載使用量低，可將能量儲存至蓄 電池；負載使用量高時，則由蓄電池提供不足的能量。與市電並聯型太 陽能光電系統，除了使用蓄電池儲存能量外，也可以將市電電網視為大 型儲能系統，將用不完的能量回饋回市電。因為蓄電池價格昂貴，使用 壽命約五到七年[附錄五]，提高了太陽能光電系統成本。本試驗探討，
系統二與系統三備載蓄電池備載後，其蓄電池效益如何。
「表 8」蓄電池備載效益表 月份
系統 負載功率(kWh) 蓄電池功率 (kWh)
效率(%) 系統2-1 0.02 43.09 0.06 系統2-2 16.57 37.84 30.45 系統2-3 0.00 107.87 0.00 五月
系統3 316.63 171.69 64.84
系統2-1 0.02 7.40 0.24
系統2-2 58.79 6.27 90.37 系統2-3 0.00 40.36 0.00 六月
系統3 248.63 69.41 78.17 系統2-1 0.23 18.29 1.23 系統2-2 122.77 17.84 87.31 系統2-3 0.00 57.24 0.00 七月
系統3 343.38 82.56 80.62 系統2-1 0.93 66.30 1.38 系統2-2 78.00 70.16 52.65 系統2-3 0.00 154.66 0.00 八月
系統3 272.46 66.01 80.50 系統2-1 0.02 38.31 0.04 系統2-2 59.36 42.37 58.35 系統2-3 0.01 104.82 0.01 九月
系統3 226.02 76.06 74.82
系統2-1 0 32.2374 0.00
系統2-2 4.2076 36.6118 10.31
系統2-3 0 87.7712 0.00
十月
系統3 180.3296 75.0274 70.62
蓄電池備載效益計算方式：
100%
=
P L Battery P L P Battery
P L P Battery
η
= ×+
= 負載功率
蓄電池功率
系統 2 之蓄電池為參組單相雙線式組成，系統 3 之蓄電池為三相三線式 組成，三相三線式蓄電池備載效益較單相雙線式之蓄電池備載效益高。
第七節 累積發電量
「表 9」各月份累積發電量表 發電量
月份
系統 1-1 (kWh)
系統 1-2 (kWh)
系統 1-3 (kWh)
系統 2-1 (kWh)
系統 2-2 (kWh)
系統 2-3 (kWh)
系統 3 (kWh) 五月份 183.05 187.80 244.29 59.12 101.38 87.30 600.65 六月份 136.04 125.83 163.26 44.05 86.40 54.02 500.40 七月份 119.51 130.45 170.62 14.56 37.54 33.42 549.69 八月份 151.39 134.86 160.63 3.06 15.51 6.77 526.89 九月份 185.77 172.27 177.27 25.62 28.09 26.17 519.82 十月份 242.93 265.82 218.82 9.92 9.60 8.67 1181.28 本試驗累積各系統五月份至十月分發電量，九月中系統全校正完 成，因此十月份資料較具準確性。再者以十月份氣候條件中庸適合做為 年度計算指標。評估太陽能電價以系統三(單晶矽)為主，因其他系統具 不同實驗性質，系統三具 12.6kW 較具示範意義。
本研究案設備容量如下：
系統 系統 1-1 系統 1-2 系統 1-3 系統 2-1 系統 2-2 系統 2-3 系統 3 面積(m^2) 23.73 23.73 38.23 23.73 23.73 23.73 94.92
系統三-累計發電量：
十月份扣除資料擷取系統當機時間，實際累積真正發電量後平均計 算每日發電量，依照兩年度氣象局累積降雨量資料，一年約有 25 個降 雨天數，做太陽能電價計算。
日期 發電量(kWh) 備註
1001-1008 346.34 (扣除系統當機時間) 1012-1018 316.06
1020-1031 500.25
發電量(kWh) 備註
三階段發電量 1162.65
十月份平均每天發電量 44.72 (共26天) ㄧ年發電量(扣除雨天25天) 15203.89
二十年發電量(扣除雨天25天) 304077.80
A. 系統三建構價錢以及蓄電池壽命為 7 年[附錄 5](需更換三次)，以年 利率 0.03%複利計算，太陽能電池壽命為二十年計算。
系統三建構費用 7180000.00 (建構總價)
系統三費用 2862505.79 (718萬*12.06/30.25) 依照系統比例計算 蓄電池費用 1820000.00 (蓄電池總共142顆) 系統三蓄電池費用 1050985.92 (系統三有82顆) 1. 以系統三建構費用以二十年複利計算為：
系統三費用 2862505.79 (718萬*12.06/30.25) 依照系統比例計算 蓄電池費用 1820000.00 (蓄電池總共142顆) 系統三蓄電池費用 1050985.92 (系統三有82顆) 1. 以系統三建構費用以二十年複利計算為：